NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH KHỬ OXIT NITƠ BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỐT CHÁY LẠI

54 Đào Duy Quang, Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Nguyễn Minh Thông NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH KHỬ OXIT NITƠ BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỐT CHÁY LẠI EXPERIMENTAL AND KINETIC STUDY OF NITRIC OXIDE REDUCT[.]

54 Đào Duy Quang, Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Nguyễn Minh Thơng NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐỘNG HỌC Q TRÌNH KHỬ OXIT NITƠ BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỐT CHÁY LẠI EXPERIMENTAL AND KINETIC STUDY OF NITRIC OXIDE REDUCTION BY GAS REBURNING TECHNIQUE Đào Duy Quang1, Nguyễn Phan Trúc Xuyên1, Nguyễn Minh Thông2 Trường Đại học Duy Tân; daoduyquang@gmail.com; trucxuyen.mt1503@gmail.com Phân hiệu Đại học Đà Nẵng Kon Tum, Đại học Đà Nẵng; thongsphoa @gmail.com Tóm tắt - Bài báo trình bày kết thực nghiệm động học q trình khử oxit nitơ (NO) cơng nghệ đốt cháy lại Thí nghiệm tiến hành thiết bị phản ứng dạng ống kết hợp béc đốt Mc Kenna cho phép tạo lửa phẳng Sự ảnh hưởng thơng số động học q trình thời gian lưu khói thải độ giàu vùng đốt cháy lại đến hiệu suất khử NO khảo sát Kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất khử NO giảm đáng kể tăng thông số động học, hiệu suất khử cực đại đạt lên đến 90% Bốn mơ hình động học gồm GDF-Kin®3.0_NCN, GRI3.0, Glarborg, and Konnov dùng để mô lại kết thực nghiệm nghiên cứu Phân tích động học tốc độ phản ứng tiêu thụ NO hình thành NO chế Glarbog vài điều kiện độ giàu vùng đốt cháy lại tồn cạnh tranh động học trình khử NO phản ứng đốt cháy lại (Reburning) hình thành NO thơng qua mơ hình Prompt-NO Abstract - In this article, an experimental and chemical kinetic study of the nitric oxide reduction by methane gas reburning process is presented Experiments are performed on a lab-scale reactor that consists of a Mc Kenna premixed plat flame burner connected with a plug flow reactor The influence of main kinetic parameters such as flue gas residence time, reburning zone stoichiometry on the NO reduction efficiency has been evaluated The experimental results show that NO reduction performance decreases sharply when all these important parameters increase, and maximal reduction efficiency up to 90% is obtained Four detailed chemical kinetic mechanisms including GDF-Kin®3.0_NCN, GRI3.0, Glarborg, and Konnov have been tested to model our experimental results The kinetic analysis of NO consumption and formation by Glarborg mechanism confirms that there exists a kinetic competition between the NO reduction by reburning mechanism and the NO formation by Prompt-NO one in certain conditions of reburning zone stoichiometry Từ khóa - Nitric oxide; đốt cháy lại; NOx; mơ hình động học; CHEMKIN; FTIR Key words - Nitric oxide; reburning; NOx; kinetic modelling; CHEMKIN; FTIR Đặt vấn đề Oxit nitơ (NOx) bao gồm NO, N2O NO2 hình thành chủ yếu từ trình cháy, đặc biệt loại động ô tô, ngành công nghiệp khu dân cư Sự phát thải NOx nguồn gây nhiễm mơi trường khơng khí nghiêm trọng, gắn liền với nhiều tượng nhiễm như: sương mù quang hóa, mưa axit, nóng lên tồn cầu, … Vì việc giảm lượng phát thải NOx mục tiêu hàng đầu qui chuẩn môi trường Việt Nam quốc tế Để đáp ứng yêu cầu môi trường ngày nghiêm ngặt, nhiều biện pháp kỹ thuật khác nghiên cứu ứng dụng công nghiệp để giảm phát thải NOx Công nghệ xử lý NOx chia làm hai nhóm Nhóm thứ bao gồm phương pháp xử lý sơ cấp nhằm hạn chế hình thành NOx nguồn như: tối ưu hóa hình dạng béc đốt, khống chế thơng số cháy, hồi lưu dịng khói thải, phân tầng phun khơng khí/ nhiên liệu Nhóm thứ hai gồm phương pháp thứ cấp nhằm chuyển hóa NOx hình thành khói thải như: đốt cháy lại (Reburning), khử chọn lọc không xúc tác (Selective Noncatalytic Reduction-SNCR), khử chọn lọc có xúc tác (Selective Catalytic Reduction-SCR), đốt cháy lại cải tiến (Advanced Reburning) Trong phương pháp xử lý NOx thứ cấp, đốt cháy lại biện pháp hiệu với hiệu suất khử cao, áp dụng tương đối dễ dàng, không cần thay đổi dây chuyền công nghệ lẫn cấu hình lị đốt chi phí đầu tư thấp Về nguyên tắc, kỹ thuật đốt cháy lại chia thành ba vùng khác nhau: vùng cháy sơ cấp, vùng đốt cháy lại vùng cháy thứ cấp [1] Trong vùng cháy sơ cấp, nhiên liệu bị oxy hóa điều kiện dư khơng khí Các sản phẩm cháy, có oxit nitơ, chủ yếu hình thành vùng Nhiên liệu đốt cháy lại (như khí tự nhiên, biomass than bột) phun vào vùng cháy sơ cấp lò đốt [2] Trong vùng giàu nhiên liệu (được gọi vùng đốt cháy lại), NOx thoát từ vùng cháy sơ cấp bị khử thành nitơ tự thông qua phản ứng với gốc hydrocarbon vùng đốt cháy lại Nhiệt độ khói thải tối ưu q trình thường từ 1173 đến 1573 K [3] Trước thải mơi trường, khơng khí phun thêm vào vùng cháy thứ cấp để oxy hóa hồn tồn chất chưa cháy cịn sót lại khói thải Hiệu suất khử NOx trình đốt cháy lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ khói thải vùng đốt cháy lại, thời gian lưu khói thải, hệ số tỉ lượng (hay độ giàu) nhiên liệu vùng đốt cháy lại, nồng độ ban đầu NOx khói thải, điều kiện hịa trộn khói thải với nhiên liệu khử Kỹ thuật đốt cháy lại cho hiệu suất khử NOx từ 50 đến 70% lị đốt qui mơ cơng nghiệp, cịn qui mơ phịng thí nghiệm đạt hiệu suất lên đến 90% Mục đích nghiên cứu nhằm khảo sát cách hệ thống ảnh hưởng thơng số hoạt động (thời gian lưu khói thải, độ giàu nhiên liệu vùng đốt cháy lại) lên hiệu suất khử NO mêtan (CH4) thiết bị phản ứng qui mô pilot phịng thí nghiệm Tiếp theo động học phản ứng trình đốt cháy lại phân tích chi tiết phần mềm mơ Senkin - Chemkin II với mơ hình hóa học chi tiết có sẵn ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(98).2016 lý thuyết Nghiên cứu động học phản ứng cho phép giải thích ảnh hưởng thơng số phản ứng lên mơ hình động học phản ứng xảy trình Phương pháp nghiên cứu 2.1 Thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm thực thiết bị phản ứng dạng ống cao 1,1 m có đường kính cm Thơng tin chi tiết thiết bị tìm thấy nhiều cơng bố trước [4] Thiết bị đốt dạng Mc Kenna với lửa phẳng mêtan/khơng khí dùng để tạo khói thải có thành phần tính chất xác định Vì lửa mêtan khơng khí tạo NO, nên lượng xác định (1370 ppm) NO thêm vào lửa để khống chế xác nồng độ ban đầu NO khói thải Hỗn hợp chất khử (CH4/N2) phun vào khói thải nhờ thiết bị phun đặt độ cao 10 cm béc đốt Dọc theo thân thiết bị phản ứng có mười ba lỗ lấy mẫu khí đo nhiệt độ khói thải độ cao khác Nhiệt độ thiết bị phản ứng nâng lên đến 1200 K nhờ năm dây điện trở quấn quanh thân thiết bị phản ứng Ngoài dọc theo vách thiết bị phản ứng cịn có bốn mươi cặp nhiệt điện loại K để điều khiển nhiệt độ Mẫu khói thải lấy nhờ vào dụng cụ lấy mẫu có đường kính đầu mút mm hướng xuống Ống trích mẫu khí nối với thiết bị Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FTIR) FTIR cho phép đo online nồng độ tất cấu tử hóa học đóng vai trị quan trọng q trình khử NO như: NO, CH4, CO, CO2, H2O, v.v… Bảng trình bày điều kiện thực nghiệm điển hình nghiên cứu trình khử NO CH4 Quá trình khảo sát khoảng nhiệt độ từ 973 đến 1173 K Hỗn hợp chất khử (CH4/N2) có lưu lượng tổng 60 L/h tương ứng với hệ số độ giàu nhiên liệu () lên đến 10 phun vào khói thải độ cao 10 cm béc đốt để tái lập trình đốt cháy lại Hệ số độ giàu định nghĩa tỉ số nồng độ CH4 vùng đốt cháy lại nồng độ O2 khói thải so với tỉ lệ tính điều kiện tỉ lượng Nồng độ NO ban đầu [NO]0 (ppm) 55 1370 Nồng độ O2 ban đầu (%vol) 1,5 Thời gian lưu trung bình (s) 2,4 – 6,2 Áp suất (Pa) 1,013×105 2.2 Mơ động học Nghiên cứu mô động học phản ứng thực nhờ gói code CHEMKIN II [5] Trong gói code này, chúng tơi sử dụng hai chương trình PREMIX SENKIN để mô tương ứng béc đốt Mc Kenna tạo lửa phẳng sinh khói thải với thành phần cố định, thiết bị phản ứng dạng ống diễn trình khử NO Bốn chế động học chi tiết có lý thuyết thử nghiệm để mô lại kết thực nghiệm nghiên cứu này: GDF-Kin®3.0 [6], GRI3.0 [7], Glarborg [8] Konnov [9] Kết nghiên cứu khảo sát 3.1 Kết thực nghiệm Hình giới thiệu biến thiên nồng độ NO hiệu suất khử NO theo thời gian lưu trung bình theo lượng mêtan phun vào vùng đốt cháy lại 1173 K Ta thấy bốn thời gian lưu khói thải khảo sát, đường cong hiệu suất khử NO xuất pic độ giàu () gần 1,7 Hiệu suất trình khử NO tăng đáng kể khoảng giá trị  từ đến 1,7 đạt giá trị tối đa lên đến 60% thời gian lưu khói thải 6,2 s (Hình 1-d) Kết giống với quan sát thực nghiệm khác lý thuyết [10] Chẳng hạn Dagaut et al (1998) đạt hiệu suất khử NO gần 70% với độ giàu 1,5 nhiệt độ khói thải khoảng từ 1350 1500 K thiết bị phản ứng khuấy trộn hoàn toàn (perfectly stirred reactor – PSR) với hỗn hợp chất khử gồm mêtan êtan với tỉ lệ 10/1 [10] Ngược lại, khoảng giá trị độ giàu từ 1,7 đến 3,3 hiệu suất khử NO lại giảm Và độ giàu vùng đốt cháy lại tiếp tục tăng từ 3,3 đến 10 hiệu suất khử NO lại tăng mạnh trở lại, đạt đến hiệu suất khử tối đa gần 80%  10 thời gian lưu 6,2 s (Hình 1-d) Bảng Điều kiện thực nghiệm trình đốt cháy lại khử NO CH4 Hỗn hợp khử Nhiệt độ khói thải (K) CH4/N2 973 – 1173 BÉC ĐỐT Lưu lượng khơng khí (L/h) Lưu lượng CH4 (L/h) 672 65 Lưu lượng NO (L/h) 1,1 Lưu lượng tổng 738 Độ giàu nhiên liệu béc đốt () 0,9 THIẾT BỊ PHUN Lưu lượng CH4 (L/h) Lưu lượng N2 (L/h) Lưu lượng tổng (L/h) Độ giàu vùng đốt cháy lại () [CH4]/[NO]0 – 60 cân 60 – 10 – 54,5 Hình Biến thiên nồng độ NO khói thải 1173 K (a) thời gian lưu =2,4 s; (b)=3,7 s; (c)=5,0 s; (d)=6,2 s ([NO] = 1370 ppm) 56 Việc xuất pic khử NO vài giá trị độ giàu vùng đốt cháy lại nhắc đến lý thuyết Dagaut et al (1998) tác giả quan sát thấy tượng thiết bị phản ứng PSR dùng hỗn hợp chất khử CH4/C2H6 [10] Các tác giả giải thích tượng hình thành cân riêng phần cấu tử NO/NO2, NO/HNO NO/HCNO môi trường phản ứng gây ức chế trình khử NO 3.2 Kết mơ động học Hình so sánh kết thực nghiệm mơ biến thiên nồng độ NO theo độ giàu vùng đốt cháy lại thời gian lưu từ 2,4 đến 6,2 s Ở thời gian lưu từ 2,4 đến 6,2 s, kết mô chế Glarborg tương thích tốt với thực nghiệm mặt định tính lẫn định lượng Đặc biệt, chế tái lập pic nồng độ NO độ giàu gần quan sát thực nghiệm Tuy nhiên, tương thích thỏa mãn độ giàu từ đến Khi độ giàu vượt 5, kết mô với chế Glarborg có xu hướng vượt kết thực nghiệm Cịn hai chế GDF_Kin®3.0_NCN Konnov cho kết sai lệch lớn Cuối cùng, chế GRI3.0 cho kết mô cao nhiều so với thực nghiệm, tái lập định tính pic nồng độ NO quan sát thực nghiệm giá trị độ giàu gần Tóm lại, chế Glarborg tái lập tốt kết thực nghiệm nghiên cứu Vì vậy, phần mơ hình sử dụng để phân thích vận tốc phản ứng chủ đạo tham gia vào trình khử NO hình thành NO Hình So sánh kết thực nghiệm (kí hiệu) mơ (đường cong) nồng độ NO theo độ giàu () thời gian lưu khác (): (a)  = 2,4 s; (b)  = 3,7 s; (c)  = 5,0 s; (d)  = 6,2 s ([NO]0 = 1370 ppm; Nhiệt độ khói thải 1173 K) 3.3 Mơ hình q trình hình thành khử NO Hình 3-5 so sánh vận tốc thực phản ứng quan trọng trình hình thành NO tiêu thụ NO Vận tốc phản ứng tính ba độ giàu khác ( = 0,8; 1,7; 3,3), nhiệt độ khói thải 1173 K thời gian lưu khói thải 6,2 s Ba giá trị độ giàu Đào Duy Quang, Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Nguyễn Minh Thông chọn chúng đặc trưng cho điều kiện hoạt động pic NO Hình Trong phản ứng, vận tốc thực () tính hiệu số vận tốc phản ứng thuận (D) vận tốc phản ứng nghịch (I),  = D - I Ở độ giàu 0,8 (Hình 3) đặc trưng cho vùng đốt cháy lại nghèo nhiên liệu khử, NO chủ yếu bị tiêu thụ phản ứng với gốc O, OH, H NCO theo phản ứng từ (r1) đến (r7) Trong điều kiện này, gốc CHi không tham gia vào phản ứng khử NO Trong đó, q trình khử NO lại dẫn đến việc hình thành cấu tử NO2, N2O, N2, HONO HNO Trong khoảng gần 20% NO bị khử chuyển hóa trực tiếp thành N2 Tiếp theo, cấu tử NO2 HNO phản ứng với gốc H, O OH để hình thành lại NO theo phản ứng từ (-r8) đến (r11) Cấu tử HONO tạo thành từ phản ứng (r4) phản ứng tiếp với gốc OH để tạo thành NO2: HONO + OH = H2O + NO2 (r12) Nitơ protoxit (N2O) hình thành từ phản ứng (r2) (r6) nhanh chóng tự phân hủy để tạo thành N2: (r13) N2O + M = N2 + O + M Một cách tổng quát, cân riêng phần NO NO2, NO với HNO chiếm ưu điều kiện  = 0,8 Kết cân động học hạn chế trình khử NO Vì vậy, tượng nồng độ NO khói thải giảm chủ yếu hai phản ứng (r2) (r3), phần nhờ phản ứng (r6) Gốc isocyanat (NCO) tham gia phản ứng (r2) (r3) hình thành chủ yếu từ HCN thông qua chuỗi phản ứng: HCN  HNCO / HOCN / CN  NCO Hình Vận tốc phản ứng chủ đạo trình khử tạo thành NO (Nhiệt độ khói thải 1173 K;  = 6,2 s;  = 0,8) Hơn nữa, ta thấy tổng vận tốc phản ứng tiêu thụ NO gần 1,5 lần vận tốc phản ứng tạo thành NO (Hình 3) Sự chênh lệch cho phép giải thích nồng độ NO khói thải giảm gần 10% điều kiện phản ứng xét (Hình 2-d) Ta thấy phản ứng tiêu thụ NO khơng diện phản ứng đặc trưng cho trình đốt cháy lại Các phân tích động học phản ứng đốt cháy lại đóng góp 1% tổng lượng tiêu thụ NO ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(98).2016 Khi độ giàu vùng đốt cháy lại () 1,7 (Hình 4), ta quan sát cân riêng phần NO/HNO NO/NO2 Gần 6% NO phản ứng với H HO2 để tạo thành HNO NO2 theo phản ứng (r5) (r8) Và trường hợp  = 0,8, HNO NO2 sau phản ứng với gốc H OH để hình thành lại NO theo phản ứng (r21), (r11) (r9) 57 khử NO kể tiếp tục tham gia phản ứng tạo ngược thành NO Chẳng hạn, NO2 HNO hình thành tiếp tục phản ứng với H, CO tự phân hủy để tạo ngược lại NO thông qua phản ứng (r9), (r24), (-r5) (-r1) Ở ta nhận thấy diện cân động học riêng phần NO/NO2 NO/HNO Các cân khiến cho khử NO khói thải diễn chủ yếu nhờ phản ứng đốt cháy lại với gốc CH3 (r18 r19) C2H2 (r14) Mặt khác, tổng vận tốc phản ứng tiêu thụ NO cao chút (khoảng 30%) so phản ứng tạo thành NO (Hình 5) Vì hiệu suất trình khử NO nhiều so với kết  = 1,7 Hình Vận tốc phản ứng chủ đạo trình tiêu thụ tạo thành NO (Nhiệt độ khói thải 1173 K;  = 6,2 s;  = 1,7) Phản ứng quan trọng trình tiêu thụ NO phản ứng với cấu tử C2H2, NH2, HCCO (gốc ketenyl) CH3 theo phản ứng (r14), (r15), (r16), (r17) (r20) Các phản ứng với C2H2 (r14) NH2 (r16) đóng góp 75% lượng tiêu thụ NO Các phản ứng (r15) (r16) liên quan đến cấu tử NH2 hai phản ứng đặc trưng q trình khử chọn lọc khơng xúc tác (SNCR) đóng góp phần quan trọng vào việc tiêu thụ NO (40,7%) Trong đó, gốc NH2 hình thành thơng qua chuỗi phản ứng HCN  HNCO  NH2 Cấu tử NNH hình thành từ phản ứng (r16) chuyển hóa thành N2 phản ứng với O2 NH2 phản ứng tự phân hủy Cấu tử HCNO hình thành từ phản ứng (r20) tham gia vào q trình tạo thành NO thơng qua phản ứng với gốc OH, để sau tạo thành cân động học riêng phần NO/HCNO nhờ phản ứng (r22) Quan sát Hình 4, ta thấy xuất phản ứng khơi mào đặc trưng trình đốt cháy lại (r18) (r19) tham gia vào tiêu thụ NO, với tỉ lệ đóng góp cịn thấp, khoảng 6,2% Mặt khác, độ giàu  = 1,7, tổng vận tốc phản ứng tiêu thụ NO lớn 4,5 lần tổng vận tốc phản ứng tạo thành NO (Hình 4) Điều giúp giải thích cho kết nồng độ NO giảm gần 60% so với nồng độ ban đầu khói thải (Hình 2-d) Ta nhớ trường hợp  = 0,8, độ chênh lệch tổng vận tốc tiêu thụ NO hình thành NO 1,5 lần Trong điều kiện vùng đốt cháy lại giàu nhiên liệu ( = 3,3) (Hình 5), NO chủ yếu bị chuyển hóa thành NO2 phản ứng với gốc HO2 theo phản ứng (r8) Giống  = 1,7, phản ứng khơi mào cho q trình đốt cháy lại (r18 r19) đóng góp phần đáng kể cho khử NO Ngồi ra, NO bị khử nhờ phản ứng với C2H2 HCO (r23 r14) với khoảng 4,8% NO bị tiêu thụ Các cấu tử hình thành từ năm phản ứng Hình Vận tốc phản ứng chủ đạo trình tiêu thụ tạo thành NO (Nhiệt độ khói thải 1173 K;  = 6,2 s;  = 3,3) Thảo luận Các phân tích sơ cho phép giải thích hình thành pic nồng độ NO độ giàu vùng đốt cháy lại thay đổi từ 0,8 đến 3,3 So sánh vận tốc phản ứng tiêu thụ NO hình thành NO, ta thấy rõ tiêu thụ NO tăng  = 0,8 1,7, ngược lại  = 1,7 3,3 trình hình thành NO lại tăng mạnh Trong phần tiếp theo, ta so sánh tổng vận tốc phản ứng tiêu thụ NO với tổng vận tốc phản ứng hình thành NO khoảng giá trị độ giàu xét để hồn thành phân tích mơ hình động học (Bảng 2) Tổng vận tốc phản ứng tiêu thụ tạo thành NO tăng với  Khi  tăng từ 0,8 đến 1,7, vận tốc phản ứng hình thành NO tăng 1700 lần, vận tốc phản ứng khử NO tăng đến 5300 lần Và tỉ lệ vận tốc phản ứng tiêu thụ NO hình thành NO tăng từ 1,5 đến 4,5 lần Sự chiếm ưu phản ứng tiêu thụ NO cho phép giải thích tăng hiệu suất khử NO điều kiện  Hiện tượng quan sát độ giàu tăng từ khoảng 1,7 đến 3,3 hoàn toàn ngược lại Thật vậy, khoảng giá trị này, vận tốc tương đối phản ứng hình thành NO tăng khoảng 70 lần, lúc vận tốc trình khử NO tăng khoảng 20 lần Và tỉ số vận tốc trình tiêu thụ hình thành NO giảm từ 4,5 xuống 1,3 độ giàu  tăng từ 1,7 lên 3,3 Việc giảm tỉ số giúp giải thích tượng nồng độ NO khói thải tăng lại Nhìn chung, ta thấy kết thực nghiệm mô lại tốt với mơ hình Glarborg 58 Đào Duy Quang, Nguyễn Phan Trúc Xuyên, Nguyễn Minh Thông Bảng So sánh tổng vận tốc phản ứng hình thành tiêu thụ NO theo độ giàu vùng đốt cháy lại theo mơ hình Glarborg; nhiệt độ khói thải 1173 K;  = 6,2 s Độ giàu ()  vận tốc hình thành NO (mole/cm3.s)  vận tốc tiêu thụ NO (mole/cm3.s)  = 0,8 ([CH4]/[NO]0 = 4,5) 4,83 × 10-14  = 1,7 ([CH4]/[NO]0 = 9,1) 8,24 × 10-11 × 1700 7,07 × 10-14 × 70 3,72 × 10-10 × 5300 ∑ Vận tốc tiêu thụ NO ∑ Vận tốc hình thành NO 1,5 Kết nhấn mạnh tầm quan trọng việc dung hòa cách hợp lý lượng chất khử phun vào khói thải với hiệu suất trình khử mong muốn, tất nhiên điều cịn phụ thuộc vào nhiệt độ khói thải thời gian lưu khói thải đặc trưng cho thiết bị cần khảo sát Kết luận Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thơng số hoạt động lên hiệu suất q trình đốt cháy lại khử NO CH4 Nhìn chung, hiệu suất q trình tăng với nhiệt độ khói thải, với độ giàu vùng đốt cháy lại Để cân đối lượng chất khử phun vào mức thấp hiệu suất khử NO cao, khuyến nghị điều kiện tối ưu nhiệt độ khói thải bẳng 1173 K, độ giàu vùng đốt cháy lại () 1,7 thời gian lưu 6,2 s Ở điều kiện tối ưu này, hiệu suất khử NO đạt khoảng 60% Kết thực nghiệm thu trình đốt cháy lại so sánh với kết mơ bốn mơ hình động học chi tiết: GDF-Kin®3.0_NCN, GRI3.0, Glarborg Konnov Trong điều kiện thực nghiệm nghiên cứu này, mơ hình Glarborg cho kết mơ tương thích cao Phân tích vận tốc phản ứng tiêu thụ NO hình thành NO vài điều kiện độ giàu vùng đốt cháy lại tồn cạnh tranh động học trình khử NO phản ứng đốt cháy lại hình thành NO thơng qua mơ hình PromptNO gây kết giảm mạnh hiệu suất khử NO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R Bilbao, A Millera, M U Alzueta, Influence of the Temperature  = 3,3 ([CH4]/[NO]0 = 18,2) 5,84 × 10-09 7,65 × 10-09 × 20 4,5 1,3 and Oxygen Concentration on NOx Reduction In The Natural Gas Reburning Process, Ind Eng Chem Res 33, 2846-2852 (1994) [2] F Liesa, M U Alzueta, A Millera, R Bilbao, Influence of Reactant Mixing in a Laminar Flow Reactor: The Case of Gas Reburning Experimental Study, Ind Eng Chem Res 46, 35203527 (2007) [3] E Hampartsoumian, O Folayan, W Nimmo, B Gibbs, Optimisation of NOx reduction in advanced coal reburning systems and the effect of coal type, Fuel 82, 373-384 (2003) [4] L Gasnot, D Quang Dao, J.F Pauwels, Experimental and Kinetic Study of the Effect of Additives on the Ammonia Based SNCR Process in Low Temperature Conditions, Ener Fuels 26, 2837 – 2849 (2012) [5] R Kee, J Warnatz, J Miller, Chemkin II: A Fortran chemical kinetics package for the analysis of gas phase chemical kinetics SANDIA National Laboratories Report, SAND89-8009D, UC-706, (1989) [6] A El Bakali, L Pillier, P Desgroux, B Lefort, L Gasnot, J F Pauwels, I da Costa, NO prediction in natural gas flames using GDF-Kin®3.0 mechanism NCN and HCN contribution to promptNO formation, Fuel 85, 896-909 (2006) [7] G P Smith, D M Golden, M Frenklach, N W Moriarty, B Eiteneer, M Goldenberg, C T Bowman, R K Hanson, S Song, W C J Gardiner, V V Lissianski, Z Qin, GRI-Mech 3.0, (1999) at [8] P Glarborg, M U Alzueta, K Dam-Johansen, J A Miller, Kinetic Modeling of Hydrocarbon/Nitric Oxide Interactions in a Flow Reactor, Combust Flame 115, 1-27 (1998) [9] A Konnov, F Barnes, J Bromly, J Zhu, D Zhang, The pseudocatalytic promotion of nitric oxide oxidation by ethane at low temperatures, Combust Flame 141, 191-199 (2005) [10] P Dagaut, F Lecomte, S Chevailler, M Cathonet, Experimental and Detailed Kinetic Modeling of Nitric Oxide Reduction by a Natural Gas Blend in Simulated Reburning Conditions, Combust Sci Technol 139, 329-363 (1998) (BBT nhận bài: 12/09/2015, phản biện xong: 26/10/2015) ... trình khử NO Bốn chế động học chi tiết có lý thuyết thử nghiệm để mô lại kết thực nghiệm nghiên cứu này: GDF-Kin®3.0 [6], GRI3.0 [7], Glarborg [8] Konnov [9] Kết nghiên cứu khảo sát 3.1 Kết thực. .. ứng đặc trưng cho q trình đốt cháy lại Các phân tích động học phản ứng đốt cháy lại đóng góp 1% tổng lượng tiêu thụ NO ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(98).2016... KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(98).2016 lý thuyết Nghiên cứu động học phản ứng cho phép giải thích ảnh hưởng thông số phản ứng lên mô hình động học phản ứng xảy trình Phương pháp nghiên